[發(fā)明專利]一種綜合制堿工藝及其產(chǎn)物應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110444311.3
• 申請(qǐng)日: 2011-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102531001A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林小明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東大眾農(nóng)業(yè)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C01D7/18
• 分類號(hào): C01D7/18;C01C1/16;C04B28/10;C01F11/38;C01C1/02;C01B7/03
• 代理公司: 東莞市華南專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44215
• 代理人: 卞華欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制堿技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種綜合制堿工藝及其產(chǎn)物應(yīng)用。

背景技術(shù)

純堿的生產(chǎn)，目前廣泛采用的是天然堿法和化合法，化合法分為索爾維制堿法（又稱為氨堿法）和侯氏制堿法（又稱為聯(lián)合制堿法）。

天然堿法是使用含碳酸鈉單一成分純度極高的天然堿原料經(jīng)過(guò)常規(guī)蒸發(fā)濃縮出一水碳酸鈉，再經(jīng)煅燒制得純堿。化合法中的氨堿法在生產(chǎn)過(guò)程中由于原料食鹽的利用率低(利用率只有72～74%)，其余的食鹽都隨著氯化鈣溶液作為廢液被拋棄，廢液排放量大且如何處理沒(méi)有多大用途的氯化鈣成為一個(gè)很大的負(fù)擔(dān)，所以導(dǎo)致成本高，污染嚴(yán)重。化合法中的聯(lián)合制堿法也是使用精制鹽為原料，經(jīng)氨化、碳酸化制得碳酸氫鈉，再經(jīng)煅燒制得純堿，并將廢液中的氯化鈉加以利用制成氯化銨無(wú)機(jī)肥，在制堿過(guò)程中將制堿與制氯化銨交替進(jìn)行，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)過(guò)程。這三種方法生產(chǎn)純堿設(shè)備投資高，能耗大，程序多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，廢水、廢氣、廢渣等排放物對(duì)環(huán)境的污染也嚴(yán)重。

純堿生產(chǎn)中，氨堿法因其對(duì)食鹽原料的利用率低，且生產(chǎn)難以處理的氯化鈣逐漸被聯(lián)合制堿法取代。聯(lián)合制堿法雖然實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)主產(chǎn)品純堿和副產(chǎn)品氯化銨的交替循環(huán)，但是由于聯(lián)合制堿法中氯化鈉母液是循環(huán)使用的，氯化鈉母液經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)使用后，母液中含有各種有色物質(zhì)，如Fe、Ca、Mg等離子，且含量不斷富積，從而影響到重質(zhì)純堿（簡(jiǎn)稱重堿）白度的提高，導(dǎo)致生產(chǎn)的純堿的白度較低，制得的純堿的白度不高，純堿的質(zhì)量不高。優(yōu)質(zhì)重質(zhì)純堿應(yīng)該是色澤純白或微帶藍(lán)相、光澤好，而聯(lián)合制堿法生產(chǎn)的純堿的白度在88～92，且很不穩(wěn)定，不能滿足國(guó)內(nèi)外高新企業(yè)的要求。

長(zhǎng)期以來(lái)，純堿是市場(chǎng)需求量較大的一種重要化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于輕工日化、建材、化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、冶金、紡織、石油、國(guó)防、醫(yī)藥等領(lǐng)域，?用作制造其他化學(xué)品的原料、清洗劑、洗滌劑，也用于照相術(shù)和分析領(lǐng)域。建材領(lǐng)域，玻璃工業(yè)是純堿的最大消費(fèi)部門(mén)，每噸玻璃消耗純堿0.2噸。在生產(chǎn)、銷(xiāo)售重質(zhì)純堿過(guò)程中，雖然在中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有白度指標(biāo)，近幾年來(lái)，一些純堿用戶，如清潔劑、高檔玻璃生產(chǎn)商對(duì)重質(zhì)純堿的白度提出了較高的要求，有的甚至提出了重質(zhì)純堿結(jié)晶顆粒形狀的要求。隨著純堿市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，國(guó)內(nèi)外高新企業(yè)對(duì)純堿的外觀質(zhì)量要求也越來(lái)越高，作為純堿產(chǎn)品外觀主要指標(biāo)的白度，也成為各純堿企業(yè)的重要攻關(guān)課題。

中國(guó)是世界上石灰?guī)r礦資源豐富的國(guó)家之一（石灰石是石灰?guī)r作為礦物原料的商品名稱，石灰石主要成分是碳酸鈣），除上海、香港、澳門(mén)外，在各省、直轄市、自治區(qū)均有分布。據(jù)原國(guó)家建材局地質(zhì)中心統(tǒng)計(jì)，全國(guó)石灰?guī)r分布面積達(dá)43.8萬(wàn)KM2(未包括西藏和臺(tái)灣)，約占國(guó)土面積的1/20，全國(guó)已發(fā)現(xiàn)水泥石灰?guī)r礦點(diǎn)七、八千處，其中已有探明儲(chǔ)量的有1286處，其中大型礦床257處、中型481處、小型486處（礦石儲(chǔ)量大于8000萬(wàn)噸為大型、4000～8000萬(wàn)噸為中型、小于4000萬(wàn)噸為小型)，共計(jì)保有礦石儲(chǔ)量542億噸，其中石灰?guī)r儲(chǔ)量504億噸，占93%；大理巖儲(chǔ)量38億噸，占7%。山東、河北、河南、廣東、遼寧、湖南、湖北7省各保有儲(chǔ)量30～20億噸，石灰石資源非常豐富，且開(kāi)采和交通方便。

重堿（NaHCO₃）的制備是純堿生產(chǎn)中的一個(gè)重要工藝過(guò)程，在現(xiàn)有技術(shù)中，國(guó)內(nèi)多數(shù)采用由制取重堿和制取氯化銨兩個(gè)工藝過(guò)程構(gòu)成的聯(lián)合制堿法。這種方法必須分別配置產(chǎn)生二氧化碳和合成氨的昂貴設(shè)備，合成氨主要生產(chǎn)工藝：將煤，水蒸氣通過(guò)煤氣發(fā)生爐制得半水煤氣（含有CO₂、CO、N2、H₂、H₂S等）；通過(guò)脫硫工序除掉半水煤氣中的有害物質(zhì)H₂S；進(jìn)入變換工序?qū)怏w中的CO轉(zhuǎn)變成CO₂；剩余氣體經(jīng)過(guò)脫碳工序（聯(lián)堿的碳化或其它方法脫碳）吸收掉其中的CO₂；剩余的氣體中主要是H₂和N₂,還有極少量的CO、CO₂等有害氣體，再經(jīng)過(guò)凈化工序除掉其中的有害物質(zhì)，使其含量控制在10PPM以下，純凈的H₂和N₂再經(jīng)過(guò)合成工序，制得合成氨（NH₃），投資成本大，合成氨廠耗能大，不能充分利用我國(guó)的地理優(yōu)勢(shì)，制得的二氧化碳的純度低（一般濃度為28%左右），且有廢氣產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境污染大，生產(chǎn)安全性能低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種低成本、高質(zhì)量、高利用率、環(huán)保、安全、工藝簡(jiǎn)單，充分利用我國(guó)的地理優(yōu)勢(shì)，無(wú)固廢、變廢為寶且經(jīng)濟(jì)效益高的綜合制堿工藝。